JP2002357717A - 波長選択素子およびそれを備えた光表示装置 - Google Patents

波長選択素子およびそれを備えた光表示装置

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JP2002357717A JP2001167293A JP2001167293A JP2002357717A JP 2002357717 A JP2002357717 A JP 2002357717A JP 2001167293 A JP2001167293 A JP 2001167293A JP 2001167293 A JP2001167293 A JP 2001167293A JP 2002357717 A JP2002357717 A JP 2002357717A
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Keiji Kajima
島 啓 二 鹿
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 視認方向に応じた表示画像の色みの変化を防
止して表示品位を向上させることができる波長選択素子
およびそれを備えた光表示装置を提供する。 【解決手段】 波長選択素子２０は、入射光に含まれる
右旋または左旋の円偏光成分のうち選択波長帯域内の一
方向の円偏光成分を反射または透過するコレステリック
層２１と、コレステリック層２１の出射側に配置され、
コレステリック層２１で反射または透過された円偏光成
分を拡散させる拡散層２２とを備えている。なお、コレ
ステリック層２１は、各画素ごとに赤色、緑色および青
色の三色の画素領域を含むカラーフィルタとすることが
可能であり、この場合には、それぞれの画素領域におい
て、入射光に含まれる右旋または左旋の円偏光成分のう
ち選択波長帯域内の一方向の円偏光成分を反射または透
過する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等の
光表示装置で用いられる波長選択素子に係り、とりわ
け、選択波長帯域内の一方向の円偏光成分を選択的に反
射または透過する波長選択素子およびそれを備えた光表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、液晶表示装置等で用いられる
カラーフィルタとして、コレステリック規則性を有する
層（コレステリック層）を備えた波長選択素子が知られ
ている。
【０００３】ここで、コレステリック層は、物理的な分
子配列（プレーナ配列）に基づいて一方向の円偏光成分
（旋光成分）とこれと逆廻りの円偏光成分とを分離する
旋光選択特性（偏光分離特性）を有している。このよう
なコレステリック層において、プレーナ配列のヘリカル
軸に入射した入射光は、右旋の円偏光成分および左旋の
円偏光成分に分離され、一方の円偏光成分は反射され、
他方の円偏光成分は透過される。この現象は、円偏光二
色性として広く知られており、円偏光成分の旋光方向を
入射光に対して適宜選択することにより、コレステリッ
ク層のヘリカル軸の方向と同一の旋光方向を有する円偏
光成分が選択的に反射または透過される。
【０００４】この場合の出射光の最大旋光光散乱は、次
式（１）の波長λ０で生じる。
【０００５】λ０＝ｎａｖ・ｐ … （１） ここで、ｐはカイラルピッチ（ヘリカルピッチ）、ｎ
ａｖはヘリカル軸に直交する平面内での平均屈折率であ
る。
【０００６】このときの出射光の波長バンド幅はΔλ
は、次式（２）で表される。
【０００７】Δλ＝Δｎ・ｐ … （２） ここで、Δｎは複屈折率、ｐはカイラルピッチである。
【０００８】すなわち、コレステリック層においては、
波長λ０を中心とした波長バンド幅Δλの範囲（選択波
長帯域）の右旋又は左旋の円偏光成分の一方が反射さ
れ、他方の円偏光成分および他の波長領域の光が透過さ
れる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の波長選択素子では、コレステリック層のヘリカ
ル軸が例えば基板の法線方向と一致するように設定され
ている場合、基板の法線方向に対して斜め方向からコレ
ステリック層を見ると、コレステリック層の見た目のピ
ッチの長さが大きくなり、コレステリック層において反
射または透過される光の波長成分が実際よりも短波長側
にシフトすることとなる。
【００１０】ここで、視認角度θ（基板の法線方向から
の傾き）を考慮すると、上式（１）は、ブラッグの法則
に従って次式（３）のように表される。
【００１１】λ０＝ｎａｖ・ｐ・ｃｏｓθ … （３） 次式（３）から分かるように、視認角度θが大きくなる
につれて波長λ０が小さくなり、このため、このような
波長選択素子が組み込まれた光表示装置では、視認方向
に応じて表示画像の色みが変化（色シフト）するという
問題がある。
【００１２】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、視認方向に応じた表示画像の色みの変化を
防止して表示品位を向上させることができる波長選択素
子およびそれを備えた光表示装置を提供することを目的
とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、その第１の解
決手段として、入射光に含まれる右旋または左旋の円偏
光成分のうち選択波長帯域内の一方向の円偏光成分を反
射または透過するコレステリック層と、前記コレステリ
ック層の出射側に配置され、前記コレステリック層で反
射および／または透過された円偏光成分を拡散させる拡
散層とを備えたことを特徴とする波長選択素子を提供す
る。
【００１４】なお、上述した第１の解決手段において、
前記コレステリック層は赤色、緑色および青色の三色の
画素領域を含むカラーフィルタであることが好ましい。
また、前記拡散層は前記コレステリック層上に積層され
ていることが好ましい。
【００１５】本発明は、その第２の解決手段として、光
を変調させて画像を表示する表示素子と、前記表示素子
を透過する光の光路上に設けられ、当該光に含まれる右
旋または左旋の円偏光成分のうち選択波長帯域内の一方
向の円偏光成分を反射および／または透過するコレステ
リック層と、前記コレステリック層の出射側に配置さ
れ、前記コレステリック層で反射または透過された円偏
光成分を拡散させる拡散層とを備えたことを特徴とする
光表示装置を提供する。
【００１６】なお、上述した第２の解決手段において、
前記表示素子は液晶表示素子であることが好ましい。ま
た、前記コレステリック層は赤色、緑色および青色の三
色の画素領域を含むカラーフィルタであることが好まし
い。
【００１７】本発明によれば、波長選択素子として、入
射光に含まれる右旋または左旋の円偏光成分のうち選択
波長帯域内の一方向の円偏光成分を反射するコレステリ
ック層と、コレステリック層の出射側に配置され、コレ
ステリック層で反射された円偏光成分を拡散させる拡散
層とを組み合わせて用いているので、ある視認角度で観
察される出射光は、任意の波長成分の光が混在したもの
となり、視認角度に応じた出射光の波長の変化量を効果
的に抑えることができる。このため、このような波長選
択素子が組み込まれた光表示装置においても、視認角度
に応じた表示画像の色みの変化を防止して表示品位を向
上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【００１９】まず、図１(a)(b)により、本発明による波
長選択素子の一実施の形態について説明する。
【００２０】図１(a)(b)に示すように、本実施の形態に
係る波長選択素子２０は、入射光に含まれる右旋または
左旋の円偏光成分のうち選択波長帯域内の一方向の円偏
光成分を反射または透過するコレステリック層２１と、
コレステリック層２１の出射側に配置され、コレステリ
ック層２１で反射または透過された円偏光成分を拡散さ
せる拡散層２２とを備えている。なお、コレステリック
層２１は、各画素ごとに赤色、緑色および青色の三色の
画素領域を含むカラーフィルタとすることが可能であ
り、この場合には、それぞれの画素領域において、入射
光に含まれる右旋または左旋の円偏光成分のうち選択波
長帯域内の一方向の円偏光成分を反射または透過する。
【００２１】ここで、コレステリック層２１は、コレス
テリック規則性を有しており、その材料としては、重合
性モノマー分子又は重合性オリゴマー分子や、液晶ポリ
マー等を用いることができる。ここで、コレステリック
層２１の材料として、重合性モノマー分子を用いる場合
には、特開平７−２５８６３８号公報や特表平１０−５
０８８８２号公報に記載されているような液晶性モノマ
ーおよびキラル化合物の混合物を用いることができる。
また、重合性オリゴマー分子を用いる場合には、特開昭
５７−１６５４８０号公報に記載されているようなコレ
ステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合
物を用いることができる。一方、コレステリック層２１
の材料として、液晶ポリマーを用いる場合には、液晶を
呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖および側
鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側
鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平９−１
３３８１０号公報に記載されているような液晶性高分
子、特開平１１−２９３２５２号公報に記載されている
ような液晶性高分子等を用いることができる。
【００２２】また、拡散層２２としては、セルロース
系、アクリル系またはエポキシ系樹脂等からなる透光性
樹脂に、有機物または無機物の微粒子からなる拡散剤を
含有したものを用いることができる。ここで、透光性樹
脂と拡散剤との屈折率の差は０．０２以上でかつ１．０
以下であることが好ましい。これは、透光性樹脂と拡散
剤との屈折率の差を０．０２以上とすることにより、拡
散剤の含有量を必要最小限に抑えつつ十分な拡散効果を
得ることができるからであり、また、透光性樹脂と拡散
剤との屈折率の差を１．０以下とすることにより、拡散
剤の含有量を十分に確保して均一な光拡散特性を得るこ
とができるからである。また、拡散剤の粒径は５ｎｍ以
上でかつ５０μｍ以下であることが好ましい。これは、
拡散剤の粒径を５ｎｍ以上とすることにより、透光性樹
脂への拡散剤の分散を容易に行うことができるからであ
り、また、拡散剤の粒径を５０μｍ以下とすることによ
り、透光性樹脂の表面に拡散剤が突出して表面の白色化
や画面の視認性の低下等を招くことを抑えることができ
るからである。
【００２３】ここで、拡散層２２は、その表面における
法線方向のヘイズ値が３以上８５以下であって、法線方
向のヘイズ値と法線方向から±６０°の方向のヘイズ値
との差が０．１〜７であることが好ましい。これは、拡
散層２２の法線方向のヘイズ値が３未満である場合には
光拡散性がなく、８５以上である場合には光拡散性が強
過ぎて白濁し、また、法線方向のヘイズ値と法線方向か
ら±６０°の方向のヘイズ値との差が７を超えると、光
表示装置等に適用した場合に画面の均一な明るさが得ら
れず表示品位が低下するからである。また、拡散層２２
は、その表面粗さＲａが２μｍ以下であることが好まし
く、拡散層２２を液晶セル内に組み入れる場合（図３参
照）等においては０．３μｍ以下であることが好まし
い。
【００２４】なお、拡散層２２のうち透光性樹脂として
は、各種の樹脂組成物を用いることが可能であり、特
に、トリアセチルセルロース（屈折率１．５０）、セル
ロースアセテートプロピオネート（屈折率１．４７）、
セルロースアセテートブチレート（屈折率１．４７〜
１．５０）、セルロース（屈折率１．５４）、セルロー
ストリブチレート（屈折率１．４８）等のセルロース系
樹脂であることが好ましい。また、拡散層２２のうち拡
散剤としては、プラスチックビーズ等の有機物を用いる
ことが好ましく、特に透明度が高く、透光性樹脂との屈
折率の差が上述したような数値になるものが好ましい。
このようなプラスチックビーズとしては、メラミンビー
ズ（屈折率１．５７）、アクリルビーズ（屈折率１．４
９）、アクリル−スチレンビーズ（屈折率１．５４）、
ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、塩ビビ
ーズ等が用いられる。また、拡散剤としては、酸化セリ
ウム（屈折率１．６３）等の無機物を用いてもよい。な
お、拡散層２２を液晶セル内に設ける場合には、アクリ
ル系樹脂を用いることが好ましい。
【００２５】次に、図２により、図１(a)(b)に示す波長
選択素子２０を備えた光表示装置の一実施の形態につい
て説明する。なお、本実施の形態においては、光表示装
置の一例として反射型液晶表示装置を例に挙げて説明す
る。
【００２６】図２に示すように、本実施の形態に係る反
射型液晶表示装置１０Ａは、光を偏光（変調）させて画
像を表示する液晶表示素子として、互いに対向する一対
のガラス基板１１，１２と、ガラス基板１１，１２の間
に挟持された液晶層１３とを備えている。なお、背面側
のガラス基板１１の外側表面には、光吸収板１４が取り
付けられ、観察者側のガラス基板１２の外側表面には、
偏光板１５が取り付けられている。なお、光吸収板１４
は、ガラス基板１１とコレステリック層２１との間に設
けるようにしてもよい。
【００２７】ここで、背面側のガラス基板１１の内側表
面には、コレステリック層２１が設けられている。ま
た、観察者側のガラス基板１２と偏光板１５との間には
拡散層２２が設けられている。ここで、コレステリック
層２１および拡散層２２は、ガラス基板１１，１２およ
び液晶層１３からなる液晶表示素子を透過する光の光路
上に設けられており、両者により波長選択素子２０が構
成されている。
【００２８】なお、背面側のガラス基板１１および観察
者側のガラス基板１２の内側表面には、ＴＦＴ素子（図
示せず）や画素電極としてのＩＴＯ膜（図示せず）等が
適宜設けられている。
【００２９】次に、このような構成からなる反射型液晶
表示装置１０Ａの作製方法について説明する。
【００３０】まず、背面側のガラス基板１１の一方の面
（内側表面）上に、コレステリック規則性を有する重合
性モノマー分子又は重合性オリゴマー分子に、光開始剤
および赤色の画素領域用のカイラル剤を混合した塗布液
を、スピンコート法により塗布し、赤色の画素領域用の
マスクを介して所定時間だけ紫外線を照射して硬化させ
た後、不要な材料を除去することによって、赤色の画素
領域（Ｒ）を形成する。
【００３１】同様にして、緑色の画素領域用のカイラル
剤を混合した塗布液をスピンコート法により塗布し、パ
ターニングすることにより、緑色（Ｇ）の画素領域を形
成する。
【００３２】同様にして、青色の画素領域用のカイラル
剤を混合した塗布液をスピンコート法により塗布し、パ
ターニングすることにより、青色（Ｂ）の画素領域を形
成する。
【００３３】以上により、各画素ごとに赤色（Ｒ）、緑
色（Ｇ）および青色（Ｂ）の三色の画素領域を含むカラ
ーフィルタとしてのコレステリック層２１が形成され
る。
【００３４】一方、ガラス基板１１に対向するガラス基
板１２のうちＩＴＯ膜（図示せず）が形成された側と反
対側の表面（外側表面）上に、セルロース系樹脂等から
なる透光性樹脂に有機物または無機物の微粒子からなる
拡散剤を含有したものをスピンコート法により塗布し、
拡散層２２を形成する。
【００３５】その後、以上のようにして所望の層が形成
されたガラス基板１１とガラス基板１２とをスペーサ等
を介して対向させた後、これらの間に液晶材料を注入し
て液晶層１３を形成する。そして、背面側のガラス基板
１１の外側表面に光吸収板１４を取り付け、さらに、観
察者側のガラス基板１２の外側表面に偏光板１５を取り
付けることにより、最終的に、図２に示すような反射型
液晶表示装置１０Ａが作製される。
【００３６】このように本実施の形態によれば、波長選
択素子２０として、入射光に含まれる右旋または左旋の
円偏光成分のうち選択波長帯域内の一方向の円偏光成分
を反射するコレステリック層２１と、コレステリック層
２１の出射側に配置され、コレステリック層２１で反射
された円偏光成分を拡散させる拡散層２２とを組み合わ
せて用いているので、ある視認角度θで観察される出射
光は、任意の波長成分の光が混在したものとなり、視認
角度θに応じた出射光の波長λ０の変化量を効果的に抑
えることができる。このため、このような波長選択素子
２０が組み込まれた反射型液晶表示装置１０Ａにおいて
も、視認角度θに応じた表示画像の色みの変化を防止し
て表示品位を向上させることができる。
【００３７】また、本実施の形態によれば、コレステリ
ック層２１で反射された円偏光成分を拡散層２２により
拡散させているので、このような波長選択素子２０が組
み込まれた反射型液晶表示装置１０Ａにおいて、視野角
度を大きくすることができるとともに、反射型液晶表示
装置１０Ａ中の各層の屈折率の差に起因して生じる界面
反射を抑えて表示画像が見づらくなることを効果的に防
止することができる。
【００３８】なお、上述した実施の形態においては、反
射型液晶表示装置１０Ａ（図２参照）において、コレス
テリック層２１を背面側のガラス基板１１上に積層する
一方で、拡散層２２を観察者側のガラス基板１２側に設
けるようにしているが、これに限らず、図３に示す反射
型液晶表示装置１０Ｂのように、波長選択素子２０のコ
レステリック層２１および拡散層２２をともに背面側の
ガラス基板１１上に積層するようにしてもよい。
【００３９】また、上述した実施の形態においては、波
長選択素子２０を図２および図３に示すような反射型液
晶表示装置１０Ａ，１０Ｂに組み込んで用いる場合を例
に挙げて説明したが、これに限らず、図４および図５に
示すような透過型液晶表示装置１０Ｃ，１０Ｄに組み込
んで用いる場合にも同様にして適用することができる。
ここで、図４および図５に示すように、透過型液晶表示
装置１０Ｃ，１０Ｄは、側面から入射した光を上面およ
び下面の一方から出射する導光体１７と、導光体１７の
側面に向けて光を出射する光源１９と、導光体１７の下
面から出射された光を反射する反射板１８とを備えてい
る。なお、光源１９の背面には、反射板１９ａが設けら
れ、背面側のガラス基板１１の外側表面には、偏光板１
６が設けられている。なお、波長選択素子２０のコレス
テリック層２１は必ずしも背面側のガラス基板１１側に
設ける必要はなく、拡散層２２とともに観察者側のガラ
ス基板１２側に設けるようにしてもよい。
【００４０】
【実施例】次に、図６乃至図１０により、上述した実施
の形態の具体的実施例について述べる。
【００４１】（実施例）実施例として、図２に示すよう
な反射型液晶表示装置１０Ａを作製した。
【００４２】具体的には、本実施例では、波長選択素子
を構成するコレステリック層の材料として、重合性モノ
マー分子を用い、ガラス基板上に、次のような組成の塗
布液をスピンコート法により塗布し、乾燥後、８０℃で
廃校させ（膜厚３μｍ）。そして、赤色の画素領域用の
マスクを介して５ｍＷ／ｃｍ２で５秒だけ紫外線を照射
して硬化させた後、不要な材料を除去することによっ
て、赤色の画素領域（Ｒ）を形成した。
【００４３】 ＜コレステリック層用塗布液組成＞ 両末端に重合可能なアクリレートを有するとともに中央部のメソゲンと前記 アクリレートとの間にスペーサを有する、ネマチック−アイソトロピック転 移温度が１１０℃であるモノマー分子（下記の化学式のもの） ８０重量部 光開始剤（Ciba Speciality Chemicals社製「IRG369」） ３重量部 両末端に重合可能なアクリルレートを有するカイラル剤分子 ３重量部 トルエン １００重量部
【００４４】
【化１】
【００４５】また、同様にして、上記組成において、カ
イラル剤の量を５重量部に変えた塗布液をスピンコート
法により塗布し、パターニングすることにより、緑色
（Ｇ）の画素領域を形成した。さらに、上記組成におい
て、カイラル剤の量を６重量部に変えた塗布液をスピン
コート法により塗布し、パターニングすることにより、
青色（Ｂ）の画素領域を形成した。以上により、各画素
ごとに赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の三色
の画素領域を含むコレステリック層（カラーフィルタ）
を形成した。
【００４６】一方、本実施例では、波長選択素子を構成
する拡散層の材料として、セルロース系樹脂に有機物の
微粒子からなる拡散剤を含有したものを用い、観察者側
のガラス基板のうちＩＴＯ膜が形成された側と反対側の
表面上に、次のような組成の塗布液をグラビアコート法
により塗布し、乾燥後、１００℃で成膜した（膜厚１０
μｍ）。
【００４７】 ＜拡散層用塗布液組成＞ セルロースアセテートプロピオネート樹脂（屈折率１．５０）（バイエル社 製「セリドールＣＰ」） １００重量部 メラミンビーズ（屈折率１．５７、平均粒径１．２μｍ）（日本触媒株式会 社製「エポスタ」） ３．８９重量部 トルエン １０００重量部 なお、このようにして形成された拡散層は、その表面に
おける法線方向のヘイズ値が３０であって、法線方向の
ヘイズ値と法線方向から±６０°の方向のヘイズ値との
差が３であった。また、拡散層２２は、その表面粗さＲ
ａが０．３μｍであった。
【００４８】その後、以上のようにして所望の層が形成
されたガラス基板同士をスペーサ等を介して対向させた
後、これらの間に液晶材料を注入して液晶層を形成し
た。そして、背面側のガラス基板の外側表面に光吸収板
を取り付け、さらに、観察者側のガラス基板の外側表面
に偏光板を取り付けることにより、最終的に、図２に示
すような反射型液晶表示装置を作製した。
【００４９】（比較例）上述した実施例に係る反射型液
晶表示装置から拡散層を除いたものを比較例として準備
した。
【００５０】（評価結果）上述した実施例および比較例
について、作製された反射型液晶表示装置をサンプルと
して、(1)色の再現領域の測定（測定例１）、および(2)
視認角度に応じた色の変化の測定（測定例２）を行っ
た。
【００５１】測定例１ 図６に示すような測定装置により、実施例に係るサンプ
ル３０または比較例に係るサンプル３０に対して、光源
（Ｄ６５光源）３１から出射された光（無偏光光）を入
射角度５°で入射させ、出射角度５°で反射（出射）さ
れた光（偏光光）を検出器３２により検出した。
【００５２】図７および図８はそれぞれ、実施例および
比較例における色の再現領域を示す色度図である。な
お、図７および図８においては、コレステリック層に含
まれる赤色の画素領域、緑色の画素領域および青色の画
素領域のそれぞれにより再現される赤色、緑色および青
色の色度座標値とがプロットされている。
【００５３】図７および図８に示す測定結果から分かる
ように、実施例および比較例に係るサンプル３０におい
ては、拡散層の有無にかかわらず、色の再現領域（色純
度）はほぼ同一であった。
【００５４】測定例２ 測定例２においては、図９に示すような測定装置によ
り、拡散光源３３から出射された光（無偏光光）をハー
フミラー３４で反射させた上で、フーリエレンズ３６に
導き、実施例に係るサンプル３０または比較例に係るサ
ンプル３０に対して、入射角度θ＝−８０°〜＋８０°
の範囲で入射させる。ここで、サンプル３０で反射（出
射）された光のうち、出射角度がθ＝−５０°〜＋５０
°の範囲のものがフーリエレンズ３５およびハーフミラ
ー３４を介してＣＣＤセンサー３６に導かれ、ＣＣＤセ
ンサ３６により、出射角度θごとにその色度座標値が測
定される。
【００５５】図１０および図１１はそれぞれ、実施例お
よび比較例における色シフトの様子を示す色度図であ
る。なお、図１０および図１１においては、コレステリ
ック層に含まれる赤色の画素領域、緑色の画素領域およ
び青色の画素領域のそれぞれにより再現される赤色、緑
色および青色の色度座標値が、出射角度θに対応してプ
ロットされている。
【００５６】図１０および図１１に示す測定結果から分
かるように、実施例に係るサンプル３０は、いずれの色
に関しても、比較例に係るサンプル３０に比べて、出射
角度θに依存した色みの変化（色シフト）が少なかっ
た。
【００５７】なお、実施例および比較例に係るサンプル
３０による表示画像を目視により観察した結果、実施例
のサンプル３０は、比較例のサンプル３０に比べて、視
野角度が広く、また界面反射等の影響により表示画像が
見づらくなることがなかった。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、視
認方向に応じた表示画像の色みの変化を防止して表示品
位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による波長選択素子の一実施の形態を示
す概略図。
【図２】本発明による波長選択素子を備えた反射型液晶
表示装置（光表示装置）を示す概略断面図。
【図３】図２に示す反射型液晶表示装置（光表示装置）
の変形例を示す概略断面図。
【図４】本発明による波長選択素子を備えた透過型液晶
表示装置（光表示装置）を示す概略断面図。
【図５】図４に示す透過型液晶表示装置（光表示装置）
の変形例を示す概略断面図。
【図６】第１の測定例で用いられる測定装置の構成を示
す概略図。
【図７】実施例における色の再現領域を示す色度図。
【図８】比較例における色の再現領域を示す色度図。
【図９】第２の測定例で用いられる測定装置の構成を示
す概略図。
【図１０】実施例における色シフトの様子を示す色度
図。
【図１１】比較例における色シフトの様子を示す色度
図。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 液晶表示装置（光表
示装置） １１，１２ ガラス基板 １３ 液晶層 １４ 光吸収板 １５，１６ 偏光板 １７ 導光体 １８ 反射板 １９ 光源 １９ａ 反射板 ２０ 波長選択素子 ２１ コレステリック層 ２２ 拡散層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入射光に含まれる右旋または左旋の円偏光
    成分のうち選択波長帯域内の一方向の円偏光成分を反射
    および／または透過するコレステリック層と、 前記コレステリック層の出射側に配置され、前記コレス
    テリック層で反射または透過された円偏光成分を拡散さ
    せる拡散層とを備えたことを特徴とする波長選択素子。
  2. 【請求項２】前記コレステリック層は赤色、緑色および
    青色の三色の画素領域を含むカラーフィルタであること
    を特徴とする請求項１記載の波長選択素子。
  3. 【請求項３】前記拡散層は前記コレステリック層上に積
    層されていることを特徴とする請求項１または２記載の
    波長選択素子。
  4. 【請求項４】光を変調させて画像を表示する表示素子
    と、 前記表示素子を透過する光の光路上に設けられ、当該光
    に含まれる右旋または左旋の円偏光成分のうち選択波長
    帯域内の一方向の円偏光成分を反射および／または透過
    するコレステリック層と、 前記コレステリック層の出射側に配置され、前記コレス
    テリック層で反射または透過された円偏光成分を拡散さ
    せる拡散層とを備えたことを特徴とする光表示装置。
  5. 【請求項５】前記表示素子は液晶表示素子であることを
    特徴とする請求項４記載の光表示装置。
  6. 【請求項６】前記コレステリック層は赤色、緑色および
    青色の三色の画素領域を含むカラーフィルタであること
    を特徴とする請求項４または５記載の光表示装置。
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TW091111587A TWI235255B (en) 2001-06-01 2002-05-30 Wavelength-selecting optical element and optical display provided with the same
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US11/363,062 US20060139531A1 (en) 2001-06-01 2006-02-28 Wavelength-selecting optical element capable of preventing color shift dependent on the viewing direction and optical display provided with the same

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009301041A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Samsung Electronics Co Ltd 拡散子及びその製造方法並びにこの拡散子を用いた液晶ディスプレイ装置

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI289708B (en) 2002-12-25 2007-11-11 Qualcomm Mems Technologies Inc Optical interference type color display
US7342705B2 (en) 2004-02-03 2008-03-11 Idc, Llc Spatial light modulator with integrated optical compensation structure
US7710636B2 (en) * 2004-09-27 2010-05-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Systems and methods using interferometric optical modulators and diffusers
US7813026B2 (en) 2004-09-27 2010-10-12 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method of reducing color shift in a display
US7630123B2 (en) 2004-09-27 2009-12-08 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for compensating for color shift as a function of angle of view
US7508571B2 (en) * 2004-09-27 2009-03-24 Idc, Llc Optical films for controlling angular characteristics of displays
US7845841B2 (en) 2006-08-28 2010-12-07 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Angle sweeping holographic illuminator
WO2008045311A2 (en) * 2006-10-06 2008-04-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device with built-in light coupler
EP1943551A2 (en) 2006-10-06 2008-07-16 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light guide
ATE556272T1 (de) 2006-10-06 2012-05-15 Qualcomm Mems Technologies Inc Optische verluststruktur in einer beleuchtungsvorrichtung
US20100103488A1 (en) 2006-10-10 2010-04-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display device with diffractive optics
JP2008180936A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Nitto Denko Corp 色純度向上シート、光学装置、画像表示装置および液晶表示装置
US7777954B2 (en) * 2007-01-30 2010-08-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Systems and methods of providing a light guiding layer
US8068710B2 (en) 2007-12-07 2011-11-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Decoupled holographic film and diffuser
WO2009102731A2 (en) 2008-02-12 2009-08-20 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Devices and methods for enhancing brightness of displays using angle conversion layers
WO2009129264A1 (en) 2008-04-15 2009-10-22 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light with bi-directional propagation
US20090323144A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device with holographic light guide
US8670171B2 (en) 2010-10-18 2014-03-11 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display having an embedded microlens array
US8902484B2 (en) 2010-12-15 2014-12-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Holographic brightness enhancement film
WO2013066308A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Diffuse cholesteric reflector
KR102659654B1 (ko) * 2016-09-26 2024-04-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN108333832B (zh) * 2018-03-05 2022-02-01 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板、液晶显示面板及显示装置
CN110828686A (zh) * 2018-08-10 2020-02-21 咸阳彩虹光电科技有限公司 一种自发光显示结构及显示装置
CN111679354A (zh) * 2020-06-05 2020-09-18 Tcl华星光电技术有限公司 反射式滤光片及其制备方法、反射式显示装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3110048A1 (de) * 1981-03-16 1982-09-30 Consortium für elektrochemische Industrie GmbH, 8000 München "fluessigkristalline phasen aufweisende zusammensetzungen auf basis cyclischer organopolysiloxane, ihre herstellung und deren verwendung"
US5135340A (en) * 1991-04-10 1992-08-04 Hi-Shear Corporation Bulged and swelled blind fastener
US6633354B2 (en) * 1991-11-27 2003-10-14 Reveo, Inc. Spectrum-controllable reflective polarizers having electrically-switchable modes of operation
TW289095B (ja) * 1993-01-11 1996-10-21
DE19504224A1 (de) 1994-02-23 1995-08-24 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Material
US6573961B2 (en) 1994-06-27 2003-06-03 Reveo, Inc. High-brightness color liquid crystal display panel employing light recycling therein
KR100424546B1 (ko) * 1996-04-22 2004-06-23 닛토덴코 가부시키가이샤 원편광２색성광학소자,이의장치및액정중합체
JP2998075B2 (ja) * 1996-06-20 2000-01-11 セイコーインスツルメンツ株式会社 反射型液晶表示装置
JP3317158B2 (ja) * 1996-09-20 2002-08-26 ミノルタ株式会社 反射型液晶表示体
US5796454A (en) * 1996-12-04 1998-08-18 Advanced Display Systems, Inc. Cholesteric liquid crystal display employing circular polarizer and methods of operation and manufacture therefor
WO1998028658A1 (en) * 1996-12-20 1998-07-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Reflective flat-panel color display device
KR100233655B1 (ko) * 1997-04-09 1999-12-01 구본준 컬러필터 및 그 제조방법
EP0980868A4 (en) * 1997-04-28 2001-01-24 Nitto Denko Corp OPTICALLY ACTIVE MONOMER, LIQUID CRYSTALLINE POLYMER AND OPTICAL ELEMENT
DE69821215T2 (de) * 1997-05-07 2004-11-11 Seiko Epson Corp. Anzeigeelement und elektronische uhr
JPH1123738A (ja) * 1997-07-04 1999-01-29 Citizen Watch Co Ltd 太陽電池を備える時計
US6707519B1 (en) * 1998-02-04 2004-03-16 Seiko Epson Corporation Three state transflective liquid crystal display
JP2000089018A (ja) 1998-09-10 2000-03-31 Toshiba Corp カラーフィルタ及び液晶表示装置
DE69933364T2 (de) * 1998-12-01 2007-08-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Farbfilterschicht mit cholesterisch geordnetem Material und eine mit solch einer Farbfilterschicht versehene reflektierende Flüssigkristallanzeige
TW539894B (en) * 1999-02-08 2003-07-01 Toshiba Corp Planar display device
JP4494552B2 (ja) * 1999-06-03 2010-06-30 大日本印刷株式会社 透過型液晶表示装置
KR20010105933A (ko) 2000-05-19 2001-11-29 김석후 의장용 체인 및 그 가공장치
EP1210643A2 (en) * 2000-06-06 2002-06-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Liquid crystal display device and method of manufacturing such
US20020075434A1 (en) * 2000-06-26 2002-06-20 Yingqiu Jiang Cholesteric liquid crystal polarizing device
JP2002169026A (ja) * 2000-09-25 2002-06-14 Fuji Photo Film Co Ltd コリメータ及びバックライトシステム
JP2002214423A (ja) * 2001-01-18 2002-07-31 Fuji Photo Film Co Ltd コレステリック液晶カラーフィルターの製造方法
JP2002350642A (ja) * 2001-05-28 2002-12-04 Fuji Photo Film Co Ltd 選択反射膜及びその製造方法
US6876427B2 (en) * 2001-09-21 2005-04-05 3M Innovative Properties Company Cholesteric liquid crystal optical bodies and methods of manufacture and use

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009301041A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Samsung Electronics Co Ltd 拡散子及びその製造方法並びにこの拡散子を用いた液晶ディスプレイ装置

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